CN100368598C - 一种铜或铜合金的表面平滑微蚀处理液 - Google Patents
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Abstract
一种铜或铜合金的表面平滑微蚀处理液。本发明涉及一种印制电路板的金属表面处理液。本发明的处理液的组分及重量百分含量为：35%双氧水：3～12；98%硫酸：5～20；1，4-丁炔二醇或二甲基己炔二醇：0.1～5；稳定剂：0.1～0.5；氟表面活性剂：0.001～0.02；其余为去离子水稀释剂。本发明的铜或铜合金表面微蚀处理液在低双氧水使用浓度下能将其表面处理成光泽度大于80的平滑表面，且成分分析和控制简单，不易暴沸，适合印制电路板各种化学镀的前处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属表面处理液，特别涉及一种印制电路板的金属表面处理液。
背景技术
随着全球无铅化，印制电路板的最终可焊性涂覆层处理由热风整平转向化学镀镍金、化学镀锡和化学镀银。为了提高化学镀层的平坦性和光亮性，需要平滑的铜微表面。中国专利公开号1389596中，详述了含有羟胺、氧化剂、铵盐和唑类化合物的水溶液作为可形成平滑的铜表面处理液。但该溶液的成分在连续生产中难以分析控制，且有机物含量较高，废水处理困难。美国专利5,630,950公开了含硫酸、过氧化氢和稳定剂的酸性抛光液，该处理液中的过氧化氢使用浓度过高，容易发生暴沸，同时会沉积一层有机高分子，会影响后序的化学镀。
发明内容
本发明提供一种低双氧水使用浓度，成分分析和控制简单，不易暴沸的铜或铜合金表面平滑微蚀处理液。
本发明所述的处理液的组分及重量百分含量为：35％双氧水：3～12；98％硫酸：5～20；1，4-丁炔二醇或二甲基己炔二醇：0.1～5；稳定剂：0.1～0.5；氟表面活性剂：0.001～0.02；余量为去离子水稀释剂。
优选组分及重量百分含量为：35％双氧水：6～10；98％硫酸：8～15；1，4-丁炔二醇或二甲基己炔二醇：0.1～1；稳定剂：0.2-0.4；氟表面活性剂：0.05-0.010；余量为去离子水稀释剂。
上述稳定剂为苯磺酸，甲基苯磺酸、磺基水杨酸、羟基苯磺酸、8-羟基喹啉、硝基苯磺酸或氨基苯磺酸。
上述氟表面活性剂为FC-80、ZonylFS-62、ZonylFSE或ZonylFS0-100。
下面详细说明本发明：
本发明使用双氧水作为氧化剂，用于铜的氧化，浓度小于3％，则蚀铜速率太慢，效率低；若浓度大于12％，则蚀铜速率太快，难于控制蚀铜量。
本发明使用的硫酸用于铜的溶解，浓度小于5％，则蚀铜速率太慢，效率低；若浓度大于20％，则容易析出硫酸铜晶体。
本发明使用的1，4-丁炔二醇或二甲基己炔二醇能促进过氧化氢朝水平方向与金属铜反应，是获得平滑表面的功能性添加剂。这种功能性添加剂含有两个富电子活性端基团，能与呈正电性的铜吸附。添加剂接触铜之前不会对过氧化氢产生催化作用。接触后，添加剂的一端基与铜吸附，打破了整个分子的电子云分布平衡，使得另一端基产生催化功能，促使过氧化氢的[O-O]键断裂，释放出原子氧。在铜的微表面上，那些棱角突枝部位比平坦部位具有更大比表面积，其吸附更多的活性添加剂，由于催化作用，过氧化氢在这些突起部位释放更多的原子氧。因此，突起部位的咬铜速度明显大于平坦部位，这样就会形成平坦的微观面。一旦形成了平坦表面，各部位的咬铜速度趋于一致，达到均一化蚀刻的效果。处理液的浓度小于0.1％，则难以获得平滑的表面；若浓度大于5％，则会使铜面发暗，起到相反的效果。
本发明的处理液通过添加过氧化氢的稳定剂来抑制过氧化氢的分解。其使用浓度小于0.1％，过氧化氢得不到有效的抑制；大于0.5％，会降低蚀铜速率。
本发明的处理液还通过添加少量的高效氟表面活性剂来降低溶液的表面张力，促进铜面腐蚀的均匀性。用量小于0.001％，效果不明显；用量大于0.02％，容易产生大量泡沫，不利于生产。
本发明的处理液用去离子水作为稀释剂，并加至100％。
本发明的微蚀处理液最好在20～30℃的温度使用，处理时间30～90秒。处理方式可以喷淋和浸泡，微蚀量通常为1-5μm。
具体实施方式
实施例1～4和比较例1～2见表1。根据表1所示的成分配制微蚀处理液，在温度25℃下浸入1.0OZ的双面覆铜板60秒，然后取出，用热风吹干。采用光泽度来评价处理后的铜表面的平滑性。光泽度是使用瑞士ZEHNTNER公司的便携式光泽度计ZGM1120、并按照JIS Z8741测定20度镜面光泽而得到的，结果示于表1中。
如表1所示，本发明的铜或铜合金表面微蚀处理液在低双氧水使用浓度下能将其表面处理成光泽度大于80的平滑表面，且成分分析和控制简单，不易暴沸，适合印制电路板各种化学镀的前处理。
表1
| 实施例 | 成分 | 重量比(％) | 光泽度 |
| 1 | 35％双氧水98％硫酸1，4-丁炔二醇甲基苯磺酸FC-80去离子水 | 6510.20.00587.8 | 89.5 |
| 2 | 35％双氧水98％硫酸1，4-丁炔二醇8-羟基喹啉FC-80去离子水 | 101030.50.00874.5 | 80.9 |
| 3 | 35％双氧水98％硫酸二甲基己炔二醇氨基苯磺酸ZonylFSE去离子水 | 1050.80.50.0181.7 | 85.6 |
| 4 | 35％双氧水98％硫酸二甲基己炔二醇羟基苯磺酸ZonylFSE去离子水 | 8100.40.30.01581.3 | 83.2 |
| 比较例1(美国专利5,630,950) | 35％双氧水98％硫酸聚乙烯醇去离子水 | 2821060 | 65.6 |
| 比较例2(美国专利5,630,950) | 35％双氧水98％硫酸N-甲基吡咯啉酮去离子水 | 285166 | 75.6 |
Claims (4)
1.一种铜或铜合金的表面平滑微蚀处理液，其特征是由以下组分及重量百分含量组成：35％双氧水：3～12；98％硫酸：5～20；1，4-丁炔二醇或二甲基己炔二醇：0.1～5；稳定剂：0.1～0.5；氟表面活性剂：0.001～0.02；其余为去离子水稀释剂。
2.根据权利要求1所述的铜或铜合金的表面平滑微蚀处理液，其特征是由以下组分及重量百分含量组成：35％双氧水：6～10；98％硫酸：8～15；1，4-丁炔二醇或二甲基己炔二醇：0.1～1；稳定剂：0.2-0.4；氟表面活性剂：0.05-0.01；其余为去离子水稀释剂。
3.根据权利要求1所述的铜或铜合金的表面平滑微蚀处理液，其特征是上述稳定剂为苯磺酸，甲基苯磺酸、磺基水杨酸、羟基苯磺酸、8-羟基喹啉、硝基苯磺酸或氨基苯磺酸。
4.根据权利要求1所述的铜或铜合金的表面平滑微蚀处理液，其特征是上述氟表面活性剂为FC-80、ZonylFS-62、ZonylFSE或ZonylFSO-100。
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